《數理化通俗演義》摘登

26 無形學院研究無形物

科壇新人腳下有新路

——波義耳定律 化學科學的確立

(續)“還不是亞里士多德老頭兒早就講的那個老問題，世界到底是什么。是水，是火?還是土，是氣?”他們亂哄哄地一齊回答。又有人補充道：“最近還流行什么‘三原質’說，說是一切物質遇火都要分解成三種元素：硫磺、水銀、鹽。說木頭點著火后，火苗是硫磺，冒的煙是水銀氣，留下的灰是鹽。”

“這都是些胡說。”一扯到這個話題，波義耳又恢復了剛才咄咄逼人的架勢，忘記了面前新來的這位貴客，“物質遇火不一定都是分解，有時反倒是合成。如灰和沙子經火一燒倒成了玻璃。再說，就是那‘三原質’也不是不可再分的東西。如他們說的鹽里就有堿和酸。從亞里士多德以來，人們總是在這些無形的東西上辨論來辨論去，其實真正解決問題的方法還是要實驗，要一樣一樣地去試，這些無形的東西就可以看得見摸得著了。他們至少有三樣特點：形狀、大小和運動。”

笛卡兒在一旁聽著，覺得這些年輕人確實有膽有識，一切經過實驗，這不是培根提倡的方法嗎?他們敢于反對舊的經院式研究去闖自己的新路，便又問：“剛才聽說你們還有個組織，叫什么名字?”

“無形學院。”

“什么意思?”

“我們自愿結合到一起討論問題，無拘無束，無形無體，不就是無形學院嗎?”

笛卡兒聞聽哈哈大笑：“好，好，有意思，你們比牛津的那些學院并不差分毫啊，真是后生可畏。”

再說這波義耳也真是說到做到。他父親是一位保皇的伯爵，前不久在與克倫威爾革命軍作戰中剛剛陣亡，留下了這筆家產。他就用這些錢在領地里修起冶煉大鐵爐，買來瓶瓶罐罐，雇了工人、秘書。波義耳是個百科全書式的學者，物理、化學、生物、醫學、哲學、神學無所不愛，無所不去研究。這些實驗大都是由他精心設計，由別人去做，他分析記錄，研究規律，然后口授論文。這天他正在實驗室里巡視，助手威廉報告從國外買來兩瓶鹽酸。波義耳說：“拿來讓我看看。”這時老花匠剛采了一大籃子紫羅蘭，扎成一束束正向各房間里分插。波義耳聞著沁人心脾的芳香，看著那紫里透藍的花瓣，不覺隨手從籃子里抽了一束，拿在手里一邊玩，一邊看威廉往一個燒瓶里倒鹽酸。那淡黃色的液體一流出瓶口，便冒著滾滾的煙，緩緩地在瓶子周圍滾動。波義耳和助手都感到一陣刺鼻地難受，他忙用花束下意識地撲打了幾下，又把花舉到鼻下。等看過新買的鹽酸，他舉著花束又歡快地回到書房，這時花上還在冒著輕煙。多嬌好的花朵，不幸競也沾上了鹽酸的飛沫。他趕忙將花浸到一個有水的玻璃盆里，然后在地上一趟一趟地踱著步子，開始給秘書口授文章。不知這樣走了幾趟，他偶一抬頭，突然發現玻璃盆里的花變成紅色的了，他以為是玻璃與陽光的作用，忙上去一把抽出來。剛才這花明明還是藍茵茵的一瓣一瓣，怎么轉眼就成了紅艷艷的一朵一朵?秘書聽他不說話，一抬頭見波義耳在那里對著一束水淋淋的鮮花發愣，他正要問話，波義耳卻大喊道：“快到花園里去再采一大把紫羅蘭，還有藥草、苔蘚、五倍子，各種花草樹皮都采一點來。”

原來聰明的波義耳立即悟到是鹽酸使紫羅蘭變成紅色。那么對其他花草會怎樣呢?他將各種花草制成浸液，然后用酸堿一一去試，果然有的遇堿變色，有的遇酸變色，而更有趣的是用石蕊苔蘚制成的一種紫色浸液卻是遇酸變紅，遇堿變藍，一身而兼二性，實在妙極了。他用這浸液將紙泡濕，然后再烘干，以后遇到新的液體不知是酸是堿，只要剪上一條這種試紙，投入液中，或紅或藍，酸堿立判分曉。

正是

有色有味紫羅蘭，任人品嗅任人看。

一朝落入知己手，卻為化學來指南。

我們現在中學生在課堂上用的指示劑，原來就是這樣發明的。

各位讀者，波義耳發現酸堿測試法這件事好像純屬偶然，但仔細一想，偶然中有必然。就是哲學上說的必然性寓于偶然之中。科學發現的必然有二個含義，一是事物本身存在著必然的規律，不管你知道不知道，它都存在，都在起作用，它今天不在這里露頭，明天必然會在那里露頭，總有一天要讓人在一次偶然的機會中發現它。像一頭小鹿，盡管它躲躲藏藏，但是只要它在林子里生活，就總會被獵人發現。二是研究者自身，他有既定的目標，又劃定了一定的范圍，鍥而不舍，總能達到目的。就像一個獵人，今天沒有獵獲，明天沒有獵獲，后天總會有獵物撞在他的槍口上。“必然”就這樣在偶然中實現。這里要緊的一條是，你必須去干，首先做到主觀的必然，才能發現客觀的必然。近水樓臺先得月，你總得走近事物才可能發現事物。許多科學家都是守著一個題目，十年、三十年、甚至一生，才得以抓住那一點點“偶然”。但只因這偶然一得，便扯出了一條線，一條貫穿全過程的必然的規律之線。

卻說這波史耳發明了指示劑后就更認真地要分出各種物質的特性。他早已不相信那關于水、土、氣、火是最簡單的物質的說法，而認為世界是由一些最小的微粒組成，但是微粒是怎樣結合在一起，他又要親自來試一試。這天波義耳又和自己的新助手羅伯特·胡克將一些不同的反應物放在一個u形管里，管的一頭密封，再從另一頭加壓。波義耳說：“我想壓力提高，這些微粒的結合就會更快。請將壓力平衡管提高，增大壓力一倍。”胡克將壓力慢慢升高一倍，波義耳去看U形管的刻度，他驚奇地發現：氣體體積縮小了一半。他喊道：“再加大一倍。”體積又縮小了一半。這回他親自操作，壓力慢慢減少，當小到等于最初壓力時，氣體的體積也正好恢復到原來的大小。他立即揮筆在本子上記下一句話：

氣體的體積和它的壓力成反比。

這就是1662年發現的，著名的波義耳定律。

現在波義耳手中已掌握了大量的實驗材料，于是他集中精力開始寫一本新書《懷疑的化學家》。他在這本書里力排眾議，把過去認為化學就是煉金術，就是制藥之道，元素是四種或三種的說法批駁得體無完膚。他另指新路，認為化學應當說明化學過程和物質的結構，元素就是再不能分解的物質。

近代化學出現了。恩格斯說，是“波義耳把化學確立為科學”。

波義耳就是這樣從親自做實驗人手，積累了資料，又上升到理論著書立說。現在他暫離開了燒瓶、熔爐，而每天以墨水紙張作伴。這天波義耳正專心致志地寫書，胡克突然慌慌忙忙地推門進來，高喊著：“好消息，好消息。波義耳先生，倫敦來信了!”

究竟倫敦來信帶來什么消息，且聽下回分解。